От мозазавров до змей и ящериц: «мегафильтры» формируют коллекции окаменелостей рептилий

Более 242 миллионов лет, что ящерицы и змеи представлены в палеонтологической летописи, они встречаются в основном в виде фрагментов челюстей ящериц и позвонков змей. Причины, по которым именно эти части сохраняются в виде окаменелостей, оставались загадкой — до недавнего времени.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Paleobiology, доктор Хэнк Вулли из Института динозавров Музея естественной истории округа Лос-Анджелес рассматривает всю историю чешуйчатых (группа рептилий, включающая ящериц, змей и мозазавров, среди прочих), чтобы понять, почему в летописи окаменелостей представлены только определённые части, и впервые количественно оценить этот перекос.

Основные выводы исследования

Вулли и его соавторы обнаружили, что физические характеристики, такие как плотность костей и размер тела, наряду с местом обитания и смерти животных, были основными предикторами того, насколько полным будет окаменелость. Вулли определяет эти закономерности как «мегафильтры», которые относятся к процессам, оказывающим непропорциональное влияние на то, как мы понимаем летопись окаменелостей.

Роль мегафильтров

Вулли и его коллеги подробно рассматривают взаимосвязь между предполагаемыми средами, в которых был захоронен ископаемый вид чешуйчатых, и полнотой его останков. Экологические и геологические процессы играют важную роль в том, насколько полной может быть летопись окаменелостей. Мозазавры почти исключительно встречаются в морских условиях и в среднем более полные, чем другие группы. Змеи, с другой стороны, встречаются почти везде, но они сильно неполные.

«Чешуйчатые невероятно адаптивны, широко распространены и невероятно разнообразны на протяжении всей своей эволюционной истории», — говорит Вулли. «Однако наше новое исследование показывает, что большинство ископаемых видов чешуйчатых известны по неполным и разрозненным скелетным материалам: изолированным челюстным костям и позвонкам».

Пандемия и изучение окаменелостей

Многие люди увлеклись выпечкой дрожжевого хлеба во время пандемии COVID-19, но никто на Земле не занялся проектом доктора Вулли: прочтением каждой статьи, описывающей окаменелость чешуйчатого за примерно 240 миллионов лет их существования на планете.

«Я думаю, что это почти 500 статей», — говорит Вулли.

Исследование использует первую цифровую революцию в музейной науке и недавно оцифрованные коллекции, доступные исследователям по всему миру, и является продуктом второй цифровой революции, когда эти коллекции объединяются в базы данных, такие как База данных палеобиологии, позволяя исследователям, таким как Вулли, получить более масштабную и чёткую картину общего объёма летописи окаменелостей.

Понимание мегабиасов

Цель этого глубокого погружения — изучить концепцию мегабиасов — таких вещей, как региональные/глобальные геологические процессы и проблемы, связанные с выборкой данных человеком, — и то, как они формируют наши данные об окаменелостях. С точки зрения выборки, основанной на человеке, примерами мегафильтров могут быть выделение ресурсов для исследования одного конкретного региона по сравнению с другими или асимметрия в количестве учёных, исследующих группу организмов — например, динозавры получают больше внимания, чем более мелкие существа, живущие среди них.

Ключевым выводом этого исследования является то, что главными детерминантами того, насколько полной может быть окаменелость чешуйчатого, являются прочность самих костей (например, более крупные кости и сросшиеся кости более устойчивы к разложению и разрушению с течением времени) и среда, в которой вымер и был захоронен вид чешуйчатых (например, река, озеро, пустыня или открытый океан).

Вулли и его соавторы обнаружили, что проблемы, связанные с выборкой данных человеком, которые могут быть основной причиной неполноты летописи окаменелостей в других группах животных, таких как динозавры, по-видимому, играют второстепенную роль в определении полноты ископаемого вида чешуйчатых.

Значение исследования

Наличие такой чёткой картины истории чешуйчатых может стать ключом к ответам на некоторые вопросы об этой невероятно разнообразной группе рептилий. Например, вымершая группа морских ящериц, известная как мозазавры, имеет наиболее полную летопись окаменелостей среди всех групп чешуйчатых. Относительная неполнота летописей окаменелостей других групп чешуйчатых может играть роль в сокрытии эволюционной истории мозазавров.

«Палеонтологи расходятся во мнениях о том, какое место мозазавры занимают на древе жизни чешуйчатых, — говорит Вулли. — Некоторые считают, что они связаны со змеями, некоторые — с варанами, а некоторые гипотезы помещают их в совершенно другую часть дерева».

Понимание предвзятости в коллекциях также может помочь исследователям понять, как эти гиганты мезозойских океанов так быстро распространились по всему миру и как другие чешуйчатые, такие как ящерицы и змеи, пережили массовые вымирания и процветают сегодня.

«Между ранней эволюционной историей групп и после массовых вымираний это исследование помогает выявить ключевые пробелы в летописи окаменелостей, которые могут многое рассказать нам об этих ящерицах и змеях, которые существуют сегодня», — говорит Вулли.

«Это исследование — отличный пример того, как следующее поколение палеонтологов, таких как Хэнк, использует оцифрованные записи, такие как База данных палеобиологии, и объединяет их с усилиями, затрачиваемыми на изучение литературы и музейных коллекций, чтобы помочь ответить на важные вопросы о предвзятости и качестве летописи окаменелостей», — говорит соавтор и директор Института динозавров, куратор доктор Натан Смит.

«Дарвин сам посвятил целую главу книги «Происхождение видов» несовершенству летописи окаменелостей, но работа Хэнка помогает наконец количественно оценить эти предвзятости и выяснить, как они влияют на наше понимание эволюционной истории основных групп позвоночных», — говорится в сообщении.

Источник